




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
第十三章先進封裝技術(shù)尹小田第一頁,共30頁1、BGA技術(shù)BGA:BallGridArray,球狀列陣封裝、球形觸點陣列、焊球陣列、網(wǎng)格焊球陣列、球面陣。
1990年初美國摩托羅拉和日本西鐵城公司共同開發(fā)。
基板背面是按陣列方式制出球形觸點的引腳,基板正面裝配芯片,后來由于倒裝技術(shù),也有引腳和芯片在同一面。
尹小田第二頁,共30頁1、BGA技術(shù)BGA的特點:1、提高產(chǎn)品率;2、BGA焊點的中心間距一般為1.27mm可利于SMT工藝設(shè)備;3、改進了器件引出端數(shù)和本體尺寸的比率;4、明顯改善共面問題,極大地減小了共面損壞;5、BGA引腳短,所以比QFP牢固。6、BGA引腳短,使信號路徑短,減小了引線電感和電容,增強了節(jié)點性能。7、球形觸點陣列有助于散熱;8、BGA適合MCM的封裝需要,有利于實行MCM的高密度、高性能。尹小田第三頁,共30頁BGA的類型四種:塑料球柵陣列(PBGA)、陶瓷球柵陣列(CBGA)、陶瓷圓柱柵陣列(CCGA)、載帶球柵陣列(TBGA)又稱:整體模塑陣列載體(OMPAC)主要特點:1.制造商完全可利用現(xiàn)有裝配技術(shù)和廉價的材料,成本低;2.與QFP器件比較,較少有機械損傷;3.裝配到PCB上可以具有非常高的質(zhì)量。面臨的挑戰(zhàn):保持封裝體平面化、增強防潮(即防止“爆米花”現(xiàn)象)、管芯尺寸的可靠性問題。尹小田第四頁,共30頁BGA的類型陶瓷球柵陣列(CBGA)又稱:焊料球載體(SBC)主要特點:1.組件擁有優(yōu)異的熱性能和電性能;2.與QFP相比,較少受機械損傷的影響;3.當裝配到具有大量I/O(>250)應(yīng)用的PCB上時,具有非常高的封裝效率;尹小田第五頁,共30頁BGA的類型陶瓷圓柱柵陣列(CCGA)又稱:圓柱焊料載體(SCC)CCGA是尺寸為32mm2的CBGA器件的代替品,其它跟CBGA相似,只有:CCGA是采用焊料圓柱陣列,CBGA是采用焊球陣列,而圓柱焊料比球形更能承受由熱應(yīng)力不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)力作用,但比焊球跟容易受到機械損傷。??尹小田第六頁,共30頁BGA的類型又稱:陣列載帶自動鍵合(ATAB),是較新穎的BGA形式。特點:1、比絕大多數(shù)的BGA封裝要輕和?。?、比QFP器件和絕大多數(shù)BGA封裝的電性能好;3、裝配到PCB上具有非常高的封裝效率。載帶球柵陣列(TBGA)尹小田第七頁,共30頁BGA的制備和安裝以美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的OMPAC為例:基板:BT樹脂/玻璃芯材被層壓在兩層18μm的銅箔間。芯片用充銀的環(huán)氧樹脂粘在鍍鎳/金的薄膜上,固化;芯片和基板間用熱超聲波焊接;用填有石灰粉的環(huán)氧樹脂膜壓料進行密封,固化;用自動撿放機械手系統(tǒng)放焊料球,再流焊。球在上、球在下尹小田第八頁,共30頁BGA的質(zhì)量檢測和返工BGA的焊點在芯片下面,檢測焊點質(zhì)量比較困難。采用X射線斷面自動工藝檢測設(shè)備進行BGA焊點的質(zhì)量檢測。返工流程:確認缺陷BGA組件→拆卸BGA→BGA焊盤預(yù)處理→檢測焊膏涂覆→重新安裝組件并再流→檢測。尹小田第九頁,共30頁尹小田第十頁,共30頁2、CSP技術(shù)芯片尺寸封裝:指封裝外殼的尺寸不超過裸片尺寸1.2倍的一種封裝形式。是BGA向小型化、薄型化方向的延伸。是目前體積最小的超大規(guī)模集成電路封裝之一。表13.1.特點:1、封裝尺寸小;2、電學(xué)性能優(yōu)良;3、測試、篩選、老化容易;4、散熱性能優(yōu)良;5、內(nèi)無須填料;6、制造工藝、設(shè)備的兼容性好。結(jié)構(gòu)有4部分:IC芯片、互連層、焊球(凸點)、保護層。尹小田第十一頁,共30頁CSP的類型CSP的類型:柔性基板封裝、剛性基板封裝、引線框架式CSP封裝、晶圓級CSP封裝、薄膜型CSP。尹小田第十二頁,共30頁柔性基板封裝:美國tessra開發(fā),常采用PI或TAB工藝中相似的帶狀材料做墊片,互連在墊片的一個面,焊球穿過墊片與互連層相連,方式:TAB、倒裝、引線鍵合。1、TAB晶片→減薄、劃片→TAB內(nèi)焊點鍵合→切割成型→TAB外焊點鍵合→模塑包封→基板上安裝焊球→測試篩選→激光打碼2、倒裝式:晶片→二次布線→(減?。┬纬赏裹c→劃片→倒裝鍵合→模塑包封→基板上安裝焊球→測試篩選→激光打碼3、引線鍵合式晶片→減薄、劃片→芯片鍵合→引線鍵合→模塑包封→基板上安裝焊球→測試篩選→激光打碼尹小田第十三頁,共30頁剛性基板封裝:日本toshiba開發(fā),常采用樹脂和陶瓷做墊片,內(nèi)層互連是通過多層陶瓷疊加或通孔實行,方式:倒裝、引線鍵合。1、倒裝式:要先做凸點和用薄膜或厚膜技術(shù)在墊片上布線,然后進行凸點倒裝焊或超聲波熱壓焊。2、引線鍵合式先制作多層布線的墊片后,常規(guī)引線鍵合。尹小田第十四頁,共30頁引線框架式CSP封裝:日本fujitsu開發(fā),互連做在引線框架上,方式:TAB/倒裝式、引線鍵合式。晶片→減薄、劃片→芯片鍵合→引線鍵合→模塑包封→電鍍→切篩、引線成型→測試篩選→激光打碼晶圓級CSP封裝:chipscale開發(fā),是在晶圓階段,利用芯片間較寬的劃片槽,在其中構(gòu)造周邊互連,隨后用玻璃、樹脂、陶瓷等材料封裝而完成。再分布式,模塑基片式。尹小田第十五頁,共30頁薄膜型CSP封裝:日本三菱開發(fā)。無引線框架和焊絲,體積特別?。恍酒显俨季€工藝,與凸點實現(xiàn)互連;外引腳的凸點可在基片上任意部位,易于標準化。尹小田第十六頁,共30頁薄膜型CSP封裝:日本三菱開發(fā)。無引線框架和焊絲,體積特別??;芯片上再布線工藝,與凸點實現(xiàn)互連;外引腳的凸點可在基片上任意部位,易于標準化。制造工藝:1、布線工藝2、裝配工藝3、CSP焊點接合部的疲勞特性。尹小田第十七頁,共30頁CSP的應(yīng)用具有短、小、輕、薄的特點,在便攜式、低針腳數(shù)、低功率產(chǎn)品中最小獲得應(yīng)用,內(nèi)存是最大量采用CSP技術(shù)的產(chǎn)品。截止到1997年,CSP已經(jīng)應(yīng)用到手機電話的內(nèi)存、筆記本的存儲器、攝錄一體機、IC卡等產(chǎn)品。1998年,推廣到磁盤驅(qū)動器、個人數(shù)字助理、印碼器;都是小型的便攜產(chǎn)品。應(yīng)用存在的問題:標準化、可靠性、成本。尹小田第十八頁,共30頁3、倒裝芯片技術(shù)FCP是直接通過陣列排布的凸點實現(xiàn)芯片與封裝襯底(或電路板)的互連。相當于普通封裝中粘裝、引線鍵合兩個步驟。尹小田第十九頁,共30頁FCP有三種連接形式:控制塌陷芯片連接(C4)、直接芯片連接(DCA)、倒裝芯片。C4類似于BGA組件,主要大批量應(yīng)用在高性能、高I/O數(shù)量的元器件,如:CBGA、CCGA、MCM的應(yīng)用中C4的優(yōu)點:1、具有優(yōu)異的熱性能和電性能;2、在焊球間距中等的情況下,能夠支持極大的I/O數(shù)量;3、不存在I/O焊盤尺寸的限制;4、通過使用群焊技術(shù),進行大批量可靠的裝配。5、可以實現(xiàn)最小的元器件尺寸和質(zhì)量。C4元器件在管芯和基片之間能夠采用單一互連,從而提供最短、最簡單的信號通路。降低界面的數(shù)量,減小結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,提高其固有的可靠性。尹小田第二十頁,共30頁FCP有三種連接形式:控制塌陷芯片連接(C4)、直接芯片連接(DCA)、倒裝芯片。DCA技術(shù)的基片是PCB,凸點是低共熔點焊膏的高錫含量凸點。DCA的優(yōu)點:跟C4相似膠粘劑連接的倒裝芯片:FCAA,膠粘劑可以貼裝陶瓷、PCB基板、柔性電路板、玻璃材料,應(yīng)用廣泛。尹小田第二十一頁,共30頁倒裝芯片的凸點技術(shù)凸點結(jié)構(gòu):IC、UBM、Bump。UBM是在芯片焊盤和凸點間金屬過渡層,起粘附和阻礙擴散的作用,是粘附層、擴散阻擋層、浸潤層等組成的多層金屬膜。UBM的制備:濺射/蒸發(fā)、電鍍、化學(xué)電鍍;前兩個成本高,效率也高,化學(xué)電鍍成本低,是將來發(fā)展的方向。凸點分:焊料凸點、金凸點和聚合物凸點。焊料凸點:錫焊料。金凸點:金或銅用電鍍法形成凸點。聚合物凸點:導(dǎo)電聚合物。焊料凸點應(yīng)用最廣,金凸點工藝簡單,但組裝中的要求麻煩,聚合物凸點高效、成本低,應(yīng)用前景很好。凸點的制作????尹小田第二十二頁,共30頁4、晶圓級封裝技術(shù)WLP:WLP-CSP,以晶圓片為加工對象,直接在晶圓片上同時對眾多芯片封裝、老化、測試,封裝的全過程都在晶圓片生產(chǎn)廠內(nèi),運用芯片的制造設(shè)備完成。封裝完后才切割成多個芯片,直接貼裝到基板上。WLP的成本低:1、批量生產(chǎn)工藝進行制造;2、充分利于芯片制造設(shè)備,無須再建封裝廠,施舍費用低;3、芯片設(shè)計和封裝設(shè)計可統(tǒng)一考慮和進行,提高效率;4、中間環(huán)節(jié)減小,周期縮短,成本降低。尹小田第二十三頁,共30頁4、晶圓級封裝技術(shù)WLP主要采用的兩大技術(shù):薄膜再分布技術(shù)、凸點技術(shù)薄膜再分布技術(shù):各個芯片按周邊分布的I/O焊區(qū),通過薄膜技術(shù)再布線,變成陣列分布焊區(qū)并形成焊料凸點的技術(shù)?;静襟E:1、在芯片上涂金屬布線層間的介質(zhì)材料;2、淀積金屬薄膜并光刻制備金屬導(dǎo)線和凸點焊區(qū);3、在凸點焊區(qū)淀積UBM層;4、在NBM上制作凸點;尹小田第二十四頁,共30頁4、晶圓級封裝技術(shù)WLP主要采用的兩大技術(shù):薄膜再分布技術(shù)、凸點制作技術(shù)凸點制作技術(shù):三種制備方法:應(yīng)用預(yù)制焊球:用于焊球間距大于700μm。絲網(wǎng)印刷:焊球間距為200μm。電鍍:間距任意。焊球要去共面性好、單個和各個焊球的成分均勻。尹小田第二十五頁,共30頁4、晶圓級封裝技術(shù)WLP的優(yōu)點:1、封裝效率高。2、具備輕、薄、短、小。3、倒裝的引線短,引線電感、電阻等寄生參數(shù)小,電、熱性能較好。4、制作的技術(shù)都是在現(xiàn)有的技術(shù)上改進。5、符合SMT的潮流。WLP的局限性:1、WLP的外引出端只能分布在管芯有源一側(cè)面內(nèi),使I/O數(shù)不是很大。2、具體結(jié)構(gòu)形式、封裝工藝、支撐設(shè)備有待優(yōu)化。3、可靠性數(shù)據(jù)不完整,影響擴大使用。4、進一步降低成本。尹小田第二十六頁,共30頁5、多芯片組件封裝MCM封裝:用多層連線基板,再以打線鍵合、TAB或C4鍵合法把多個芯片與基板連接,使其成為具有特點功能的組件。主要優(yōu)點:1、可大幅提高電路連接密度,增進封裝的效率;2、具備輕、薄、短、小的封裝設(shè)計;3、封裝的可靠度可獲得提升。尹小田第二十七頁,共30頁MCM主要技術(shù)有:多層互連基板的制作、芯片連接技術(shù)多層互連基板:可以用陶瓷、金屬、高分子材料,用薄膜、厚膜、多層陶瓷共燒等技術(shù)制成。芯片連接技術(shù):打線接合、TAB或C4技術(shù)。表13.65、多芯片組件封裝尹小田第二十八頁,共30頁6、三維封裝技術(shù)3D封裝模塊:指芯片在Z方向垂直互連結(jié)構(gòu)。類型:疊層IC間的外圍互連、疊層IC間的區(qū)域互連、疊層MCM間的外圍互連、疊層MCM間的區(qū)域互連3D封裝技術(shù)的優(yōu)點:1、3D設(shè)計替代
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 環(huán)保監(jiān)測責(zé)任應(yīng)對承諾書5篇范文
- 江蘇省鹽城市五校聯(lián)考2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期10月月考地理試題(解析版)
- 2025廣西來賓市政協(xié)辦公室商調(diào)所屬事業(yè)單位工作人員1人考前自測高頻考點模擬試題及答案詳解(典優(yōu))
- 2025年4月四川成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院(川省中醫(yī)醫(yī)院)招聘輔助崗人員5人模擬試卷附答案詳解(完整版)
- 2025內(nèi)蒙古呼和浩特市金信金融糾紛調(diào)解中心招聘5人考前自測高頻考點模擬試題及1套參考答案詳解
- 2025福建廈門市集美區(qū)英村(兌山)幼兒園非在編教職工招聘4人考前自測高頻考點模擬試題及答案詳解(易錯題)
- 從課本中看到的智慧話作文(11篇)
- 2025北京鐵路局集團招聘76人(三)模擬試卷及答案詳解(全優(yōu))
- 2025昆明市祿勸縣教育體育局所屬事業(yè)單位面向縣內(nèi)學(xué)校選調(diào)人員(4人)考前自測高頻考點模擬試題有完整答案詳解
- 2025江蘇揚州大學(xué)附屬醫(yī)院招聘20人模擬試卷及參考答案詳解
- 小學(xué)生自己修改作文能力的培養(yǎng)研究課題結(jié)題報告.文檔
- CREO基礎(chǔ)培訓(xùn)教程
- GA/T 2012-2023竊照專用器材鑒定技術(shù)規(guī)范
- 蔣廷黻中國近代史
- 詩化小說示范課
- (17)-第三節(jié) 反抗外國武裝侵略的斗爭
- 04質(zhì)量獎(現(xiàn)場)評審報告
- 湖北省荊州市《公共基礎(chǔ)知識》國考招聘考試真題含答案
- GB/T 9728-2007化學(xué)試劑硫酸鹽測定通用方法
- 全身式安全帶定期檢查表
- 《中藥商品學(xué)》考試復(fù)習(xí)題庫(含答案)
評論
0/150
提交評論